SU1164393A1 - Способ приготовлени многокомпонентных тампонажных материалов - Google Patents

Abstract

СГОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий раздельное предварительное измельчение компонентов, дозирование смеси и совместное доизмельчение ее в помольно-смесительном устройстве , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  качества многокомпонентных тампонажнь&с материалов, и зкономии энергии, раздельное предварительное измельчение производ т до удельной поверхности 2-3500 см/г, а совместное доизмельчение производ т в дезинтеграторе с приложением измельчаемому материалу кинетической знергии 9-120 кДк на 1 кг материала в течение 0,01-0,02 с

Description

СО

со ее

Изобретение относитс  к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при приготовлении тампонажных материалов дл  цементировани  нефт ных, газовых и других глубоких скважин.

При цементировании глубоких скважин часто возникает необходимость в применении многокомпонентных тампонажных материалов дл  получени  из них растворов со специальными свойствами - пониженной или повьппенной плотности, повышенной термостойкоети и т.д. ,

Известен способ приготовлени  многокомпонентных тампонажных материалов путем раздельного измельчени  компонентов до нужной тонкости и последующего смешени . Таким образом обычно готов т бентонито-цементные облегченные или барито-цементные ут желенные смеси из готового тампонажного цемента и глинопорошка и порошкообразного барита, а также цементно-песчаные смеси lj . ,

Недостаток заключаетс  в том, что первоначально легко задать нужну тонкость измельчени  каждого компонента , но при последующем смешении трудно получить.необходимую степень гомогенности смеси.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ приготовлени  многокомпонентных тампонажных материалов, включающий раздельное предварительно измельчение компонентов, дозирование смеси и совместное доизмельчение ее в помольно-смесительном устройстве f .

Недостатком приготовлени  тампонажных материалов  вл етс  трудность регулировани  тонкости измельчени  отдельных компонентов.

Режим измельчени  в шаровой мельнице характеризуетс  относительно Слабыми многократными ударами мелющих тел по слою ма териалов и исти7 рающим действием перекатывакицихс  мелющих тел. Необходима  дл  измельчени  кинетическа  энерги  прилагаетс  к материалу в течение 10-40 мин.

Если готов т специальный тампонажный материал дл  растворов пониженной плотности (облегченный тампонажный цемент), то желательно получить максимально возможную тонкость измельчени  одного компонента облегчающей добавки при определенной оптимальной тонкости измельчени  другого компонента - в жущего вещества . Дп  получени  максимально возможной тонкости измельчени  облегчающей добавки увеличивают продолжительность измельчени  (при непрерывном процессе уменьшают аспирацию, увеличивают длину мельницы или кратность пропускани  через агрегат) или уменьшают загрузку-мельницы измельчаемьм материалом, т.е. уменьшают толщину сло  материалу между мелющими телами. Однако это одновременно .приводит к нежелательному переизмельчению в жущего вещества и излишнему расходу энергии на этот процесс . Излишне тонкое измельчение в жущего вещества затрудн ет замедление схватывани  тампонажного раствора при повьшгенной температуре.

Если же готов т ут желенный тампонажный цемент, то желательно получить более высокую тонкость измельчени  в жущего вещества по сравнению с ут жел кицей добавкой, что также невозможно осуществить.

Аналогичным образом трудно достижима рациональна  тонкость измельчени  отдельных компонентов и в других специальных тампонажных материалах - расшир ющихс , термостойких , коррозионностойких цементах.

Кроме того, недостатком известного способа  вл етс  также излишне большой райход энергии на измельчени тампонажных материалов, содержащих м гкие, легко разрушающиес  агломерированные компоненты - комовую глину , диатомит, мел, барит и т.п. Это объ сн етс  тем, что в шаровой мельнице мелющие тела тонут в слое измельчаемого материала, не производ  эффективной работы измельчени .

Цель изобретени  - повьшение качества многокомпонентньп: тампонажных материалов и экономи  энергии.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу приготовлени  многокомпонентных тампонажных материалов, включающему раздельное предварительное измельчение компонентов , дозирование смеси и совместное доизмельчение ее в помольно-смесительном устройстве, раздельное предварительное измельчение производ т до удельной поверхности 23500 , а совместное доизмельчение производ т в дезинтеграторе с приложением к измельчаемому материалу кинетической энергии 9-120 кДж на 1 кг материала в течение 0,010 ,2 с. Раздельное предварительное измель . чение доудельной поверхности 23500 (размер кусков 10 мм в поперечнике) и совместное доизмель-чение в дезинтеграторе с приложением 9-120 кДж на 1 кг материала за 0,01-0,02 с- позвол ет повысить качество многокомпонентного тампонажного материала и сэкономить энергию. Раздельное предварительное измельчение до размеров частиц не более 10 мм в поперечнике (уд.поверхностью около 2 г/см) производит с  дл  облегчени  и повышени  точности дозировани , а также дл  улучшени  условий смешани  при последующем совместном доизмельчении в помольно-смесительном устройстве. Кроме того, предварительно до более высокой удельной поверхности (но не более 3500 ) измельчают проч ные компоненты, плохо измельчающиес  при ударном воздействии на стадии до измельчени , например кварц, портландцементный клинкер и т..п. Приложение энергии менее 9 к|1ж на 1 кг материала не дает достаточного измельчени  даже м гких и аглом рированных материалов, приложение энергии боле 120 кДж на 1 кг сопр жено с большими потер ми энергии на преодоление аэродинамических сопротивлений или значительным усложнением конструкции дезинтегратора дл  обеспечени  возможности измельчени  в вакууме.. Уменыпение. времени приложени  энергии менее 0,01 с потребовало бы уменьшени  рассто ни  ме ду роторам до величины, требующей предварительного измельчени  даже м гких ч агломерированных материалов до кусков менее 10 мм, что не эффективно, увеличение продолжительности свыше 0,02 с означало бы увеличение числа р дов в роторах или уменьшение скорости соударений. Первое значительн увеличило бы аэродинамические потери , второе - привело бы к возможности проваливани  отдельных кусков незимёльченными. Совместное доизмельчение в дезинтеграторе в указанном режиме поз93 .4 вол ет каждой частице, наход сь во взвешенном состо нии, получить равное с другими число одинаковых по мощности ударов. При этом куски агломерированных и легко диспергируемых материалов (диантомит, мел, галит и др.) распадаютс  на отдельные мелкие частицы. Монолитные же и прочные куски, например портланцементный клинкер, измельчаютс  при той же интенсивности в значительно меньшей степени. Это обеспечивает высокоэффективное измельчение малопрочных и агломерированных материалов до высокой удельной поверхности без существенного дополнительного измельчени  прочных .и неагломерированных материалов, что обеспечивает экономию энергии. Возможность получени  высокой удельной поверхности облегчающих добавок позвол ет вводить их в облегченные тампонажные материалы в меньщем количестве, что обеспечивает повышение качества облегченных тампонажных цементов за счет меньшего разбавлени  активного в жущего вещества. Отсутствие излишнего измельчени  активного в жущего вещества предотвращает ускорение схватывани  тампонажньпс устройств при повышенной температуре. При совместном доизмельчении ут желенных тампонажных, материалов с легко измельчаемыми ут жел ющими добавками (баритом, гематитом и т.п.) применение режимов с относительно малым расходом кинетической энергии при ограниченной продолжительности воздействи  позвол ет избежать нежелательного переизмельчени  yт жeл юLщей добавки и увеличени  ее водопотребности и, таким образом, повысить качество тампонажного материала , а также сэкономить энергию на измельчение. Подобным образом повьш1аетс  качество и экономитс  энерги  при приготовлении и других многокомпонентных тампонажных материалов. Способ осуществл ют следующим образом . Компоненты тампотажного материала предварительно измельчают раздельно до различной тонкости измельчени , но с предельным размером кусков не более 10 мм. При этом наиболее твердый компонент измельчают в наибольшей степени с учетом того, что при совместном с другими компонентами доизмельчении в дезинтеграторе произойдет небольшое увеличение.тонкос . ти измельчени . Менее твердые компоненты предварительно измельчают в минимальной степени, завис щей от конструктивных особенностей дезинтегратора. Тонкость предварительного измельчени  каждого из компонентов выбирают такой, чтобы происходило эффекти ное доизмельчение в дезинтеграторе до требуемой по услови м применени  удельной поверхности. После этого производ т дозирование смеси предварительно , измельченных компонентов известными способами и в известных устройствах и доизмельчение в де13интеграторе с приложением кинетической энергии 9-120 кДж на 1 кг из мельчаемого материала, причем режим отработки выбирают в зависимости от дисперсности предварительно измельченных компонентов., их физических свойств и требуемой дисперсности в готовом тампонажном материале. Пример 1. Требуетс  приготовить облегченный тампонажный цемент дл  гор чих скважин из портлан цементного клинкера и Вольской опок Портландцементный клинкер предварительно измельчают до удельной поверхности 2000 (средний разме частиц в. поперечнике 210мм). Вол кую опоку измельчают в дробилке с продольньм отверстием 10 мм. Измельченные Портландцементный клинкер и опоку дозируют в массовом отношении, обеспечивающем высокую термостойкость цементного камн  50:50 . Производ т совместное доизмельчение в дезинтеграторе при режи ме, обеспечивающем приложение кинетической энергии 50 кДк на 1 кг материала в течение 0,01 с. Пример 2. Требуетс  приготовить облегченный тампонажный це93 ..6 мент дл  холодных скважин из портландцементного клинкера и сенгилеевского диатомита и гипса. Портландцементньй клинкер предварительно измельчают до удельной поверхности 3500 см/г, диатомит и гипс измельчают до размеров кусков в поперечнике не более 10 мм. Измельченные Портландцементный клинкер, сенгилеевский диатомит и гипс дозируют по массе в соотношении 75:20:5 и доизмельчают в дезинтеграторе с приложением кинетической энергии 120.кДж на 1 кг материала в течение 0,02 с. Пример 3. Требуетс  приготовить ут желенный тампонажный цемент из -портландцементного клинкера , гипса и гематита. Портландцементный клинкер предварительно измельчают до удельной поверхности , 3500 , гипс и гематит измельчают до размеров кусков не более 10 мм в поперечнике. Измельченные портландцементньй клинкер, гематит и гипс дозируют в соотношении 56:40:4. Производ т совместное доизмельчение при режиме, обеспечивающем приложение кинетической энергии 9 кДж на 1 кг материала в течение времени 0,01 с. Свойства тампонажных материало.в, приготовленных по предлагаемому способу и способу-прототипу приведены в таблице. .Данные таблицы показывают, что по предлагаемому способу в за вленных границах значений режимных параметров получаютс  специальные тампонажные цементы значительно лучшего качества по сравнению с прототипом. Преимуществом предлагаемого способа приготовлени  тампонажных материалов  вл етс  легкость регулировани  режима измельчени  в очень широких пределах - от смешени  при незначительном доизмельчении до сверхтонкого измельчени .

Облегченный тампонажньй цемент из портландцементного клинкера, опоки и гипса

0,9 25 1,2 1,5 75 0,35 3-10 25,6 Свойства неудов0 ,9 25 1,5 . 1,5 75 1-30 2-45 28,1

Облегченный тампонажный цемент из гашеной извести и диатомита 1,6 24 2,5 1,3 75 1-50 2-30 25 1,6 24 0,8 1,3 75 2-00 2-45 29

Облегченный тампонажный цемент из портландцементных клинкера, диатомита

и гипса

2;0 22

1,27 22

О 1,5 18 0,5 Ут5гаселенный летворительные

5-50 8-45

15 Супероблегченный раствор 1,6 22 8-30 12-15 21 тампонажный цемент из портландцемента, гематита и гипса

Claims (1)

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий раздельное предварительное измельчение компонентов, дозирование смеси и совместное доизмельчение ее в помольно-смесительном устройстве, отличающийся тем, что, с целью повышения качества многокомпонентных тампонажнь&с материалов, и экономии энергии, раздельное предварительное измельчение производят до удельной поверхности 2-3500 см²/г, а совместное доизмельчение производят в дезинтеграторе с приложением измельчаемому материалу кинетической энергии 9-120 кДж на 1 кг материала в течение 0,01-0,02 с.

   >

   1 1164393 2